航迹

船舶和水上飞行器等航行时的轨迹

航迹，是指船舶和水上飞行器等航行时的轨迹。船舶在航行中，会受到各种因素的影响和干扰而产生航行误差，所以航迹一般不会是直线。常将相邻推算船位的连线称为推算航迹，相邻观测船位的连线称为实际航迹。

航迹是指船舶和飞行器等航行时的轨迹。船舶或飞行器在航行中，会受到各种因素的影响和干扰而产生航行误差，所以航迹一般不会是直线。

航迹计算

航迹计算是指恒向线的航迹计算，即根据起始点的经纬度、航向和航程以及风流资料，运用数学计算公式，求取到达点的经纬度或根据起始点和到达点的经纬度求取两点间的航向和航程。它在航海实践中有着广泛的应用:如为了避免在小比例尺海图上进行海图作业引起的绘图误差，可以采用航迹计算法；此外，当船舶进入渔区或雾区时，船舶为了避让必须频繁地改变航向，不便于进行海图作业，此时可以用航迹计算法推算船位，并将其画到海图上去，以便指导船舶航行。

传统的航迹计算方法有中分纬度航法和墨卡托航法之分。鉴于中分纬度的计算公式是在将地球近似为圆球体的基础上推导出来的，而实际地球形状应当以地球椭球体为基准，因此中分纬度航法在应用中不可避免地会产生误差。传统的墨卡托航法虽然是在地球椭球体上进行航迹计算的，但该方法为了使用方便，对影响计算精度的某些项进行了处理，忽略了计算中的系统误差，因此难以满足航迹精确计算的需要。两者比较，墨卡托方法求经差结果较为准确，但计算较复杂，不适用于等纬圈航行，而中分纬度求经差方法误差较大，但计算比较简单。传统教科书中的中分纬度求经差法中有三种具体算法：用平均纬度代替中分纬度算法；中分纬度算法和用地心纬度代替地理纬度的算法，并得出结论认为：用平均纬度代替中分纬度算法最简单，但仅适用于平均纬度不高和航程不长的情况；而在推算航程超过6 0 0 n m ile 时，在求得的经差中会存在一定数量的误差。如果用地心纬度代替地理纬度，再用中分纬度求经差的公式求解，则所得经差值基本上可以消除因地球扁率而引起的误差。

航迹规划

随着计算机、自动化、信息技术的发展，现代飞行器技术发生了巨大的变化。飞行器的种类越来越多，性能越来越高，技术密集、结构复杂、协同性强，使得飞行器的操纵愈来愈复杂。与此同时，伴随着现代飞行任务的难度、危险度以及强度的不断增加，由于飞行员受生理和心理等因素的局限，单纯依靠飞行员手工操作完成复杂的飞行任务变得越来越困难。例如在地形跟随过程中，视觉效应会使飞行员精神高度紧张，对速度的控制容易诱发长周期振荡。航迹规划技术应运而生，可以有效的解决上述问题。

飞行器航迹规划就是在综合考虑飞行器到达时间、油耗、威胁以及飞行区域等因素的前提下, 为飞行器规划出最优, 或者是满意的飞行航迹, 以保证圆满地完成飞行任务。目前航迹规划技术已被广泛应用于包括武装直升机、巡航导弹以及各种军用和民用无人驾驶飞机的任务规划系统之中。在防空技术日益先进、防空体系日益完善的现代战争中, 航迹规划作为实施远程精确打击, 提高飞行器作战效能的有效手段, 备受世界各国的重视。

航迹规划基本要求

飞行器航迹规划的目的是要找到一条能够保证飞行器安全突防的飞行航迹，既要尽量减少被敌防空设施捕获和摧毁的概率，又要降低坠毁的概率，同时还必须满足各种约束条件。这些因素之间往往相互相耦合，改变其中某一因素通常会引起其它因素的变化，因此在航迹规划过程中需要协调多种因素之间的关系。具体来说, 飞行器航迹规划需要考虑如下因素：1、安全性；2、航迹约束条件；3、协作性要求；4、实时性要求；

航迹规划需要解决的问题

飞行器航迹规划问题的目标函数复杂，涉及到大量不同信息的处理。由于涉及约束较多，数学模型建立困难，现有航迹规划系统还存在一系列问题需要解决。主要表现在以下几个方面：1、规划环境表示；2、航迹约束条件的处理；3、航迹的隐蔽性；4、实时性；5、缺乏可替换航迹；6、多飞行器协调规划问题。

航迹规划研究趋势

根据现有航迹规划方法存在的问题，目前航迹规划方法研究主要从以下几个方面展开：

1、航迹规划建模。包括：规划环境表示、目标函数确定和约束条件处理；

2、航迹搜索算法研究。包括飞行器在线实时航迹搜索算法、针对运动目标的飞行器航迹规划方法、飞行器多航迹规划方法和多飞行器协调航迹规划方法。

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